近年來，影響電動汽車推廣的兩大主要因素是里程焦慮和充電焦慮。隨著動力電池技術(shù)的不斷突破，電動汽車?yán)m(xù)航里程逐漸提高。與此同時，充電反而變成了一個核心技術(shù)問題，甚至成為中外新一輪技術(shù)競爭的焦點(diǎn)問題，及時、快速地電能補(bǔ)給已經(jīng)成為電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面臨解決的需求。直流充電由干充電電流大、充電時間短，已經(jīng)成為各國爭相投入研發(fā)的領(lǐng)域。
隨著電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，充電兼容性問題漸漸成為影響充電便利性的主要因素�！禛B/T 27930—2015電動汽車非車載傳導(dǎo)式 充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》、《GB/T 18487.1—2015 電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1部分 通用要求》和《GB/T 20234—2015 電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》(以下簡稱“新國標(biāo))2015年已經(jīng)正式發(fā)布，新能源汽車的充電系統(tǒng)紛紛按照新國標(biāo)進(jìn)行改造和設(shè)計(jì)。隨后，中汽研汽車檢驗(yàn)中心圍繞新國標(biāo)展開了試驗(yàn)室測試，測試主要從車輛單邊測試、充電樁單邊測試以及車樁匹配測試3個方面進(jìn)行，通過充電過程中的時序、通信及功能方面出現(xiàn)的問題發(fā)現(xiàn)電動汽車的充電兼容性已逐漸成為影響新能源汽車發(fā)展的重要因素。
為了更好地了解市面上的真實(shí)情況，本研究在試驗(yàn)室測試成果的基礎(chǔ)上展開，針對試驗(yàn)室測試中出現(xiàn)的問題及試驗(yàn)室與現(xiàn)場環(huán)境的差異，設(shè)計(jì)了現(xiàn)場測試的方案，選取了市面上10余種主流車型、京津冀、上海、深圳等地40余個直流充電站進(jìn)行了測試，測試車輛的選取方式以4S店隨機(jī)選取與租用共享電動汽車為主，測試場地的選取采用運(yùn)營商主動申報和APP隨機(jī)選取相結(jié)合的方式。下面將對測試過程中遇到的問題進(jìn)行分類整理并進(jìn)行分析。
電動汽車與直流充電樁兼容性測試現(xiàn)場
1、測試方案設(shè)計(jì)
在試驗(yàn)室的充電兼容性測試中，問題集中發(fā)生在通信、時序以及功能性等幾個方面�；谏鲜鰡栴}，項(xiàng)目組選用了群菱能源設(shè)計(jì)生產(chǎn)的便攜式直流充電樁測試設(shè)備AEVT-7510S，設(shè)備可實(shí)現(xiàn)充電樁充電電壓、電流、電能、輔助電源電壓、CC2電壓、充電狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控。
按照GB/T 27930—2015新國標(biāo)非車載充電機(jī)與BMS通信協(xié)議完成物理連接、充電電壓監(jiān)測、充電電流監(jiān)測、充電狀態(tài)測試、通信狀態(tài)測試、自動充電響應(yīng)、控制時序故障仿真等試驗(yàn)項(xiàng)目，可在安裝調(diào)試工程結(jié)束之后快速判斷充電樁是否符合標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，并對充電樁故障進(jìn)行全方位診斷。
AEVT-7510S便攜式直流充電樁測試設(shè)備由125A標(biāo)準(zhǔn)直流充電樁插座、連接確認(rèn)電路、工控機(jī)、CAN通訊模塊、車輛BMS控制程序、電池電壓模擬器、測試負(fù)載、8寸LED觸控屏等組成，設(shè)備體積小，重量輕，方便現(xiàn)場測試。該設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各級計(jì)量檢測部門和充電樁運(yùn)維單位，蔚來、寶馬、特斯拉、南瑞、特來電、平高電氣、追日等數(shù)百家新能源車企、樁企也采購配備了群菱的檢測設(shè)備。
2、測試結(jié)果分析
1) 充電結(jié)束后充電槍不歸位，隨處放置
充電接口的試驗(yàn)室測試是依據(jù)GB/T20234.12015，在—現(xiàn)場被隨意放置的充電槍會在來往車輛的行駛過程中反復(fù)輾壓，在這種情況下，即使是通過測試的充電槍，也無法保證其耐久性。
2) 燃油車占位
目前充電樁的數(shù)笠還沒有完全滿足使用需求，而北京、上海等地停車位相對稀缺就導(dǎo)致有的車主把車停到充電位上，使得本就緊張的充電資源在這種情況下愈加凸顯。
3) 電動汽車充電口位置問題
有的電動汽車充電接口設(shè)置在車身的一側(cè)，如果充電樁在路邊且電動汽車的充電接口和充電樁在相反的位置，而充電線長度不夠，就無法進(jìn)行充電，如圖4所示。
4) 充電APP不能反應(yīng)充電站點(diǎn)的實(shí)際情況
當(dāng)車主到達(dá)目的地后發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)是私人樁或者充電樁處千不可用狀態(tài)，會造成充電焦慮，如果下一個可用樁在較遠(yuǎn)的地方可能導(dǎo)致電動汽車電量耗盡而無法行駛。
3、充電接口問題
1) 插頭與插座之間存在干涉
車輛插頭與車輛插座尺寸均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但由于車輛內(nèi)部空間尺寸設(shè)計(jì)問題而導(dǎo)致的干涉情況，可能引起充電失敗；另外，干涉還可能導(dǎo)致插頭插座雖未完全插合，但是充電可以正常進(jìn)行，而使得接口處過熱，引發(fā)充電接口的燒蝕，甚至引起火災(zāi)。
2) 充電接口燒蝕
有一部分原因是由千長期充電發(fā)熱導(dǎo)致的老化；還有一部分是因?yàn)椴煌瑥S家的充電接口在匹配時由千存在干涉，不能完全接觸引起，若一個充電槍出現(xiàn)了燒蝕的情況，那么該充電槍在給車輛進(jìn)行充電時會有傳染的現(xiàn)象，因此燒蝕現(xiàn)象一旦出現(xiàn)，將會大面積破壞車輛接口及充電設(shè)施接口，嚴(yán)重的情況下還會引起火災(zāi)。
2.3 絕緣檢測間題
GB/T18487.1—2015附錄B.3.3中的非車載充電機(jī)自檢中規(guī)定：在車輛接口完全連接后，閉合K3和K4,使低壓輔助供電回路導(dǎo)通；閉合K1和K2,進(jìn)行絕緣檢測，絕緣檢測時的輸出電壓應(yīng)為車輛通信握手報文內(nèi)的最高允許充電總電壓和供電設(shè)備額定電壓中的較小值。通過測試采集到的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)有以下3種違反規(guī)定的情況。
AEVT-7510S便攜式直流充電樁測試系統(tǒng)
1) 插槍后直接有電壓
插槍后直接有充電電壓并且沒有絕緣檢測就進(jìn)行充電，這樣可能導(dǎo)致用戶在插槍時就有觸電的危險，對車輛本身也有可能造成過壓的風(fēng)險。
2) 插槍后沒有進(jìn)行絕緣檢測
插槍后沒有進(jìn)行絕緣檢測，充電樁就響應(yīng)電動汽車的充電需求，如果此時有絕緣故障，可能在充電過程中給用戶帶來觸電的風(fēng)險。
3) 利用最低輸出電壓進(jìn)行絕緣檢測
利用充電樁可輸出的最低電壓(200V)進(jìn)行絕緣檢測，而不是BHM和供電設(shè)備額定電壓里的較小值，這種處理方式會降低絕緣檢測的電壓，不符合國標(biāo)的要求。插槍后，CC1:0V-4V，CC2：0V-2.4V-4.8V，由于絕緣檢測影響了CC2電路連接，絕緣檢測后CC2電壓降為0,導(dǎo)致BMS沒有喚醒。
在已經(jīng)進(jìn)行的測試中，無法充電的現(xiàn)象只屬于少數(shù)，但充電過程中暴露出了很多充電安全問題。從測試結(jié)果的分析可以看出，任何個細(xì)節(jié)都會導(dǎo)致安全隱患，市場對千充電安全的規(guī)范需求日益迫切，新國標(biāo)的嚴(yán)格遵守也勢在必行。